Результат интеллектуальной деятельности: ПОДШИПНИК ШАРИКОВЫЙ РАДИАЛЬНО-УПОРНЫЙ ОДНОРЯДНЫЙ БЕЗ СЕПАРАТОРА

Изобретение относится к механическим передачам, а более конкретно к составным частям механических передач - узлам качения.

Известен подшипник шариковый радиально-упорный однорядный, включающий в себя внутреннее несущее кольцо с окружной радиусной канавкой на внешней поверхности, наружное несущее кольцо с идентичной канавкой на внутренней поверхности, образующие в себе шарикоупорные буртики, комплект шариков, расположенных частью своего объема в окружных радиусных канавках названных колец и объединенных в свободной своей части сепаратором (см. книгу «Подшипники качения», справочник, Москва, изд. Машиностроение, 1984 г., стр.193), (I).

В известном подшипнике количество комплектующих шариков, по условиям сборки, недостаточно для восприятия повышенных нагрузок из-за возникновения высоких контактных напряжений и последующего возможного смятия рабочих поверхностей, а сепаратор как движущаяся составная часть снижает надежность подшипника.

Известен также подшипник шариковый радиально-упорный однорядный, включающий в себя внутреннее несущее кольцо с окружной радиусной канавкой на внешней поверхности, наружное разрезное несущее кольцо с идентичной канавкой на внутренней поверхности, образующие в себе шарикоупорные буртики, комплект шариков, расположенных частью своего объема в окружных радиусных канавках названных колец и объединенных в свободной своей части сепаратором, при этом наличие наружного разрезного несущего кольца позволяет устанавливать в сепараторе максимальное число шариков (см. там же, стр.12, рис.8 «в»), (II).

В известном подшипнике наружное несущее кольцо, будучи разрезным, нарушает равномерность восприятия действующей нагрузки комплектом шариков даже при их максимально установленном числе в сепараторе, не способствуя существенному снижению контактных напряжений рабочих поверхностей, и затрудняет условия монтажа в радиальном направлении. Имеет ограниченное применение в узлах качения.

Целью настоящего изобретения является создание конструкции подшипника, в котором при самом максимально установленном числе шариков в комплекте, расположенных частью своего объема в межкольцевом пространстве, а частью - в пространстве окружных радиусных канавок внутреннего и наружного несущих колец, последние были бы неразрезными, что способствовало бы снижению контактных напряжений и упрощению условий монтажа преимущественно в радиальном направлении.

Указанная цель достигается тем, что внутренняя поверхность наружного несущего кольца выполнена цилиндрической, имеет односторонний краевой буртик, в упоре с которым и частично с цилиндрической поверхностью расположено установочное кольцо, снабженное шарикоупорной поверхностью, которой оно контактирует со своей стороны с комплектом шариков, заполняющих частью своего объема межкольцевое пространство и пространство окружной радиальной канавки внутреннего несущего кольца, будучи в соприкосновении друг с другом, с противоположной стороны установочное кольцо замыкается кольцеобразным вкладышем с установочным буртиком, снабженным шарикоупорной поверхностью и контактирующим с комплектом шариков, а вместе с кольцеобразным вкладышем, опирающимся на цилиндрическую поверхность наружного несущего кольца, и торцовым стопорным элементом запирает силовую цепочку деталей, составляющих подшипник в целом.

Кроме того, шарикоупорные поверхности установочного кольца и установочного буртика кольцеобразного вкладыша идентичны поверхности окружной радиусной канавки внутреннего несущего кольца и находятся с ней в одной окружной оси.

Конструкция подшипника поясняется чертежами, где:

- на рис.1 изображен подшипник в разрезе;

- на рис.2 изображен вид подшипника слева с местным разрезом;

- на рис.3 в увеличенном виде показано внутреннее взаиморасположение установочного кольца, комплекта шариков (в сечении - один шарик) и кольцеобразного вкладыша с установочным буртиком, а также проиллюстрирована возможность заполнения шариками полости подшипника при снятом кольцеобразном вкладыше.

Предлагаемый подшипник состоит из внутреннего несущего кольца 1 с окружной радиусной канавкой 2 на его внешней поверхности, наружного несущего кольца 3, внутренняя поверхность 4 которой является цилиндрической и ограничена краевым буртиком 5. В краевой буртик 5 упирается установочное кольцо 6, шарикоупорная поверхность 7 которого находится в контакте с комплектом шариков (показан один шарик в разрезе) 8, расположенных в межкольцевой полости и частично в окружной радиусной канавке 2, при этом количество шариков 8 является самым максимальным. Кольцеобразный вкладыш 9, имеющий своей опорой внутреннюю цилиндрическую поверхность 4 наружного несущего кольца 3 и частично поверхность элемента А установочного кольца 6, с расположенным на нем установочным буртиком 10, несущим на себе шарикоупорную поверхность 11 вместе со стопорным элементом 12, венчает устройство подшипника.

Сборка подшипника, как явствует из рис.1, 2, 3, не представляет трудности, кроме необходимости иметь рабочий стол и приспособление для сборки. В этом случае в назначенном месте приспособления фиксируется наружное несущее кольцо 3 краевым буртиком 5, обращенным к столу. Затем в приспособление также в обозначенное место устанавливается внутреннее несущее кольцо 1. Оно симметричное. На краевой буртик 5 изнутри укладывается установочное кольцо 6, будучи обращенным своей шарикоупорной поверхностью 7 в сторону внутреннего несущего кольца 1. Далее, в пространство между цилиндрической поверхностью 4 наружного несущего кольца 3 и внешней поверхностью внутреннего несущего кольца 1 и далее в канавку 2 вводятся поочередно шарики 8 из комплекта шариков в заранее определенном количестве (рассчитывается геометрически), но из расчета, чтобы их число было самым максимальным. Здесь следует заметить: чтобы шарики при сборке не выпали из канавки, в канавку следует заложить некоторое количество консистентной смазки. Возможность процесса заполнения шариками указанного выше их месторасположения подтверждается эмпирической зависимостью, проиллюстрированной рис.3 и выражаемой как: (R₁-R₂)>⌀_шарика (⌀ - диаметр шарика) хотя бы на доли миллиметра. После заполнения канавки 2 комплектом шариков 8 во внутреннюю цилиндрическую поверхность 4 наружного несущего кольца 3 впрессовывается в легкой мере кольцеобразный вкладыш 9 до упора в элемент А установочного кольца 6. Расположение кольцеобразного вкладыша 9 на этой стадии однозначно, по рисункам. Тем самым комплект шариков 8 запирается в своей рабочей канавке, ограниченной: окружной радиусной канавкой 2 внутреннего несущего кольца 1, шарикоупорными поверхностями 7 установочного кольца 6 и 11 установочного буртика 10, внутренней поверхностью кольцеобразного вкладыша 9. Сборка подшипника на магнитном столе может явиться предпочтительной.

Пространовкой стопорного элемента 12 заканчивается сборка подшипника. Регулировка подшипника заключается преимущественно в его сборке селективным методом, последующей обкатке на стенде с фиксацией тензометрическим способом напряженных стыковочных мест, которые ликвидируются посредством ввода других аналогичных деталей с другими полями допусков.

Работоспособность и грузоподъемность подшипника определяется экспериментальным путем, однако ясно одно: чем не большее количество шариков участвует в передаче действующей нагрузки, тем меньшие контактные напряжения испытывают рабочие поверхности деталей.